基于自混合干涉的原子频率捕获设备

摘要

本发明涉及一种原子频率捕获设备，其包括：填充有原子气体的气室（400）；激光光源（100），其发射激光束，所述激光束进入气室（40）并激发原子气体的第一能源过渡；本地振荡器（700），用于在包括原子气体的HFS跃迁频率的频率范围中生成振荡器频率；和调制器（600），其调制激光光源（100），以便发射利用振荡器频率调制的激光辐射。光反射器（600）被安排在气室（400）的后面，以便将激光束在经过原子气体之后进行反射，从而重新进入激光腔。光电探测器（200）检测激光腔内由于自混合干涉所引起的拍频。控制单元（750，800）对本地振荡器（700）进行控制，以便在两个频率裕度之间周期性改变振荡频率，其中这两个频率裕度以这样的方式进行适配，使得光电探测器（200）的输出信号中的最大拍频处于这两个频率裕度之内。所提议的设备通过使用具有集成的光电二极管的VCSEL而允许小型化和成本降低，并实现具有较少检测问题的操作。

主权项

一种原子频率捕获设备，至少包括：气室（400），其利用原子气体来填充，所述原子气体具有允许相干布居俘获的第一和第二能源过渡，所述第一和第二能源过渡对应于第一和第二跃迁频率；具有激光腔的激光光源（100），其发射激光束，所述激光束进入气室（400）并激发所述原子气体的第一能源过渡；本地振荡器（700），其适于在包括原子气体的第二跃迁频率的一半的频率范围中生成振荡器频率；调制器（600），其调制所述激光光源（100），以便发射利用振荡器频率调制的激光辐射；光反射器（500），其被安排成在经过原子气体之后反射激光束，以便重新进入激光腔，所述重新进入的激光束在激光腔中引起自混合效应，从而以所发射的激光辐射的强度产生拍频；光电探测器（200），其被安排成检测所述拍频；以及控制单元（750，800），其连接到光电探测器（200）和本地振荡器（700），并控制本地振荡器（700），以便在两个频率裕度之间周期性地改变振荡频率，所述两个频率裕度以这样的方式进行适配，使得在光电探测器（200）的输出信号中的最大拍频处于所述两个频率裕度之内。